Ηλεκτρικός κινητήρας από ένα μόριο!

Εχει διάμετρο 1 δισεκατομμυριοστό του μέτρου και ανοίγει νέες εφαρμογές στη νανοτεχνολογία και στην ιατρική

Ενα οργανικό μόριο μεθυλσουλφανυλβουτανίου χρησίμευσε ως «βάση» για την ανάπτυξη του ηλεκτρικού μοριακού κινητήρα.

Η μικρότερη μηχανή που έχει δημιουργήσει μέχρι σήμερα ο άνθρωπος, ένας ηλεκτρικός κινητήρας αποτελούμενος από ένα και μοναδικό μόριο, θέτει υποψηφιότητα για το Βιβλίο των Ρεκόρ Guinness.

Η υποψηφιότητα για το ρεκόρ του μικρότερου κινητήρα πρόκειται να κατατεθεί από ερευνητές του αμερικανικού Πανεπιστημίου Tufts, οι οποίοι παρουσιάζουν τη μικροσκοπική τους εφεύρεση στην επιθεώρηση Νature Nanotechnology.

Στο μέλλον, ελπίζει η ερευνητική ομάδα, ανάλογες νανομηχανές θα μπορούσαν να χρησιμοποιούνται για τη συναρμολόγηση άλλων μικροσκοπικών μηχανημάτων, ή ακόμα και για την ελεγχόμενη απελευθέρωση φαρμάκων στη ροή του αίματος ή σε συγκεκριμένους ιστούς.

Με άξονα ένα άτομο θείου

Ο «κινητήρας» που παρουσίασαν οι ερευνητές είναι ένα οργανικό μόριο (1-μεθυλσουλφανυλβουτάνιο) που φέρει στο κέντρο του ένα άτομο θείου. Το άτομο αυτό λειτουργεί ως άξονας γύρω από το οποίο περιστρέφονται δύο χημικές ομάδες μεθυλίου και βουτυλίου).

Το μόριο περιστρέφεται με τη βοήθεια ενός μικροσκοπίου σήραγγας. Πρόκειται για ένα όργανο που φέρει μια μικροσκοπική ακίδα, αποτελούμενη από ένα ή δύο μόλις άτομα, η οποία σαρώνει το δείγμα και απεικονίζει ακόμα και μεμονωμένα άτομα εξετάζοντας τις ηλεκτρικές τους ιδιότητες. Ταυτόχρονα, ακίδα μπορεί επίσης να διοχετεύει ηλεκτρικά φορτία στο εξεταζόμενο δείγμα.

Τα φορτία αυτά προσφέρουν την ενέργεια που απαιτείται για την περιστροφή του νανοκινητήρα. Με άλλα λόγια, το μικροσκόπιο σήραγγας πρώτα ενεργοποιεί τη μικροσκοπική μηχανή και στη συνέχεια καταγράφει την κίνησή της.

Η προσέγγιση αυτή επέτρεψε στους ερευνητές να μελετήσουν την περιστροφική κίνηση ενός μεμονωμένου μορίου.

Μοριακοί κινητήρες είχαν παρουσιαστεί και από άλλες ερευνητικές ομάδες, ωστόσο η ενεργοποίησή τους απαιτούσε παλμούς φωτός ή χημικές αντιδράσεις. Επιπλέον, οι κινητήρες αυτοί ήταν δυνατό να μελετηθούν μόνο σε διάλυμα, και όχι ένας-ένας όπως στη νέα μελέτη.

«Το συναρπαστικό με τον ηλεκτρικό κινητήρα είναι ότι μπορούμε να διεγείρουμε και να μελετήσουμε ένα μεμονωμένο μόριο» εξήγησε στο BBC ο Τσαρλς Σάικς, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

Για τον Δρ Σάικς και τους συνεργάτες στο Tufts, επόμενο βήμα θα είναι η σύνδεση πολλών μοριακών κινητήρων στη σειρά, προκειμένου να δημιουργήσουν μια αλυσίδα από μικροσκοπικά «γρανάζια».

Πηγή

Posted in: επιστήμη, Τεχνολογία